MÁQUINAS SIMPLES POLIAS E RODAS

SUMÁRIO

Introdução 1

Polias 2

Origem das polias 2.1

Definição 2.2

Tipos de Polias 2.3

Vantagem Mecânica 2.4

Associação de polias 2.5

Aplicações 2.6

Rodas 3

Origem da roda 3.1

Definição 3.2

Aplicações 3.3

Conclusão 4

Referências 5

2-POLIAS

2.1-ORIGEM DAS POLIAS

Apesar de a origem definitiva das polias permanecerem indeterminada, os povos mesopotâmios a usavam no ano de 1500 para erguer objetos. A história relata que Arquimedes como um inventor e matemático por volta de 287 a. C foi a primeira pessoa que construiu e usou um sistema de roldanas, assim ele podia deslocar grandes pesos exercendo pequenas forças. Para comprovar a eficiência deste dispositivo, ele preparou uma espetacular demonstração experimental: um navio da frota real grega foi tirado da água, com grande esforço, por um grupo de soldados e colocado sobre a areia da praia. Ligando o sistema de polias ao navio, Arquimedes convidou o Rei Hieron para puxar a extremidade livre da corda, o qual conseguindo sozinho e sem grande esforço arrastar o navio sobre a areia, causando surpresa geral e fazendo aumentar ainda mais o prestígio de Arquimedes junto ao Rei. Com esta inovação houve um grande avanço nos trabalhos manuais que antes eram difíceis de serem realizados e que necessitavam de muita mão de obra, o que facilitou a vida de muita gente.

2.2-DEFINIÇÃO

Polia é uma máquina simples, comum a diversos objetos. Constituída de uma roda de material rígido, normalmente metal, mas também comum em madeira lisa ou sulcada. Acionada por uma correia, corda ou corrente metálica. Ela gira em torno de um eixo central, com uma fenda que é denominada de “gola” por onde passa o fio.

2.3-TIPOS DE POLIAS

Os sistemas de polias podem ser simples ou complexos:

Polia Fixa: tem seu eixo preso a um suporte rígido, que lhe permite apenas o movimento de rotação, impedindo qualquer translação, de modo que o objeto a ser levantado fica numa extremidade da corda e a força é aplicada a outra extremidade. As forças agem nos extremos do fio. Somente altera a direção e o sentido da força. O uso de polias fixas com diâmetros diferentes aumenta a vantagem mecânica.

Polia Móvel: tem seu eixo livre, permitindo rotações e translações. Este tipo de polia é sustentado sobre o próprio fio e a força resistente (a ser superada ou equilibrada) é aplicada no eixo da polia, enquanto a força motora age no extremo livre do fio. Uma das pontas da corda é fixada a um suporte e na outra ponta é aplicada a força para levantar o objeto. O objeto é preso ao eixo da polia. A Vantagem Mecânica nas Polias Móveis é dependente do ângulo (alfa) correspondente entre as direções das forças motora e resistente. A cada polia móvel colocada no sistema, à força fica reduzida à metade, esta é uma vantagem, só que também temos a desvantagem, quanto mais polias móveis, mais demora a erguer ou puxar o objeto.

2.4-VANTAGEM MECÂNICA

A vantagem mecânica é envolvida com o sistema de polias. Pois define o quanto de trabalho irá completar. Para calcular essa vantagem, divide-se a quantidade de carga pelo esforço feito por uma ou mais polias. Além de poder aumentar ou diminuir a quantidade, elas podem até mudar a direção de uma força. A vantagem mecânica ou o “quanto foi ganho de força” é a proporção entre os módulos da força resistente e da força motora aplicada. Ao usar uma polia observa-se o modo como ela é usada. Na polia fixa a vantagem mecânica é um, pois a força que precisa fazer para

levantar o objeto é a mesma que corresponde a seu peso. Por outro lado, na polia móvel, a vantagem mecânica é dois, pois é necessário fazer apenas metade da força que corresponde ao peso do objeto para poder levantá-lo, entretanto o que se “ganha” em força ”perde-se” em distância.

Vantagem mecânica = 1: não há nem vantagem nem desvantagem mecânica, isto é, não há redução nem acréscimo de esforço para equilibrar ou deslocar a força resistente.

Vantagem mecânica >1: nesse caso a máquina reduz esforço.

Vantagem mecânica < 1: temos uma desvantagem mecânica neste caso não haverá interesse em se utilizar a polia.

2.5-ASSOCIAÇÃO DE POLIAS

Na prática é comum se fazer a associação de polias de modo a combinar seus efeitos e também obter maior comodidade no acionamento, conforme a aplicação.

O CADERNAL: é uma configuração de várias polias móveis e o mesmo número de polias fixas, encontram-se diversas polias associadas presas a um eixo comum. O conjunto superior é de polias fixas e os conjuntos inferiores são de polias móveis. É também conhecida por MOITÃO. Aumenta a vantagem mecânica.

A TALHA EXPONENCIAL: é um acréscimo sucessivo de polias móveis.

A TALHA DIFERENCIAL: É a combinação de uma polia móvel com duas polias fixas, solidárias, de raios diferentes, todas ligadas por uma correia/corda 'sem fim'.

2.6- APLICAÇÕES

Polias fixas: são muito usadas em aparelhos de musculação encontrados em academias nesses aparelhos as polias têm como principal função inverter o sentido da força. Por exemplo, num aparelho em que os pesos são encontrados embaixo e temos que fazer uma força na vertical, de cima para baixo a polia tem que estar posicionado encima do aparelho.

Polias Móveis: são utilizadas, para facilitar a elevação de algum objeto pesado, tornar mais fácil o esforço de tração ou assegurar uma transmissão de movimento. Este tipo de sistema de